Полупроводник

Из пројекта Википедија

Полупроводник је материјал који има нека својства Проводника и својства Изолатора. У зависности од условима у којима се налази као и од примеса тј. нечистоћа у њему могу преовладати својства проводника односно изолатора.

Величина која карактерише полупроводне материјале је енергетски процеп. Енергетски порцеп је разлика између валентог и проводног нивоа атома коју сачињавају полупроводни материјал и представља енергију потребну да електрон из валентог нивоа пређе у проводни ниво тј да напусти матични атом. Јединица која се у пракси користи за карактеризацију енергетског процепа је електрон волт (еV). Полупровдни материјали имају енергетски процеп од неколико елеткрон волти до неколико десетина електрон волти.

На ниским температурама електрони у валентом нивоу немају довољну енергију да саваладају енергетски процеп тако да су сви везани за атоме па се тада чист полупроводник понаша као изолатор. Међутим већ на собној температури један део електрона на валентом нивоу има довољну енергију да савлада енергетски процеп и пређе на проводни ниво тј. да напусти матични Атом. Када електрон напусти атом на његовом месту остаје упражњено место које називамо шупљина а цео атом представља позитиван јон. На овај начин долазимо до појма носиоца наелектрисања у полупровднику. Наиме код проводника носиоци наелектисања су слободни електрони. Међутим иако је у чисто физичком смислу исто важи и за полупроводнике код њих ради лакшег објашњавања процеса који се дешавају унутар полупроводника уводимо и шупљине као носице наелектрисања које заједно са елекронима учествују у провођењу електричне струје.

Електрони су као што је познато негативна налектрисања па њих зовемо негативни носиоци наелетрисања док су шупљине места на коме се заправо налази позитван јон па њих називамо позтивним носиоцима наелектрисања. Концентрацију позтивних носилаца означићемо латиничним словом p а концентацију негативних нослаца са латиничним словом n. Код чистог полупровдника сваки слободан електон оставља за собом шупљину тако да је код чистих полупроводника p = n концентација слободних електона једнака је концентацији шупљина. Чисти полупроводници представљају тек полазну основу у изради електронских компоненти.

Чистим полупроводницима се додају примесе (нечистоће) како би добили полупроводнике p oдносно n типа. Процес у коме се чистом полупроводнику додају примесе назива се допирање.

[уреди] Полупроводник n-типа

Код полупровдника n-типа додали смо донорске примесе. Донорска примеса има електрон вишка који не учествује у везама са околним атомима полупроводника тако да се захваљујући њима ствара вишак негативних наелектрисања у полупроводнику. Код полупроводника n-типа електрони представљају тзв. већинске носице наелектрисања а шупљине мањинске носиоце.

[уреди] Полупроводник p-типа

Код полупровдника p-типа додали смо акцепторске примесе. Акцепторска примеса има мањак елетрона тако да она генерише шупљину и на тај начин се ствара вишак шупљина тј позитивних наелектрисања у полупровднику. Код почупрводника p-типа шупљине представљају већинске носиоце наелектрисања а електрони мањинске носице.

Када имамо полупороводнике p и n типа њиховим спајањeм добија се PN спој и на тај начин се добија Диода Од полупроводних матаријала се праве све активне Електронске компоненте.

Најзначајнији представници полупроводних материjaла су Силицијум (Si), Германијум (Ge) и Галијум-Арсенид (GaAs).